CN209553160U - 一种动力电池快速更换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池快速更换系统，包括换电小车和固定机构；所述换电小车包括，一推车，一设置在推车上且高度可调的平台，所述平台上阵列设置有万向节，所述平台的周边沿竖直方向设置有可拆卸的限位销；所述固定机构包括固定在车身上的支架，一卡托组件，其包括设置在支架上的转轴一和设置在动力电池上的托板二，所述转轴一上固定有棘轮和能够卡托托板二的托板一；一逆止组件，其包括同轴铰接在支架上且相对固定的逆止和解锁扳手，所述逆止用于阻止棘轮转动，所述解锁扳手用于转动逆止。其在更换动力电池时不需要进入换电所，更换简单、快捷，定位精度高，可靠性和通用性强。

Description

一种动力电池快速更换系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种动力电池快速更换系统。

背景技术

随着环境保护日益被重视和新能源技术的不断发展，新能源汽车必将成为未来出行的首选。目前欧洲多国已宣布全面禁售燃油车时间节点，我国目前也正在研究制定传统燃油车退出时间表。但由于纯电动乘用车存在充电时间过长及电池成本较高等问题，换电方式逐渐成为主流。

现有纯电动乘用车换电方法主要有三种：

第一种换电方式为底盘换电，将电动汽车驶入专用换电站，利用底部专用设备将旧电池紧固螺栓拆下，将旧电池移动动仓库。搬运新电池到汽车下方，专用设备将新电池升起，拧紧电池紧固螺栓，车辆驶离。

第二种换电方式为侧方换电，将电动汽车驶入专用换电站，打开车身两侧的裙板，使用专用设备将旧电池从车身两侧取出，将旧电池移动到仓库。搬运新电池到汽车侧方，利用专用设备将新电池推入车身下部，关闭车身两侧裙板，车辆驶离。

第三种换电方式为分箱换电，将电动汽车驶入专用换电站，使用专用设备分别从车身前部和尾部取出旧电池快，将旧电池转运到仓库。搬运新电池到汽车前方和尾部，利用专用设备将新电池放入车身，车辆驶离。

第一种底盘换电，是通过专用场所将动力电池在车身底部升降来达到换电目的，这种换电型式需要专用的换电场所，同一换电场所只能支持一款车型；

第二种侧方换电，需将车身裙板打开露出底部动力电池通过辅助工具在侧面取出动力电池，这种换电方式需要打开车身裙板，对车身结构及外观影响较大；

第三种分箱换电，需使用辅助工具取出各个动力电池，这种换电方式需要多个动力电池分开取出及更换，不利于电池管理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种动力电池快速更换系统，其在更换动力电池时不需要进入换电所，更换简单、快捷，定位精度高，可靠性和通用性强。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种动力电池快速更换系统，包括换电小车和固定机构；所述换电小车包括，一推车，一设置在推车上且高度可调的平台，所述平台上阵列设置有万向节，所述平台的周边沿竖直方向设置有可拆卸的限位销；所述固定机构包括固定在车身上的支架，一卡托组件，其包括设置在支架上的转轴一和设置在动力电池上的托板二，所述转轴一上固定有棘轮和能够卡托托板二的托板一；一逆止组件，其包括同轴铰接在支架上且相对固定的逆止和解锁扳手，所述逆止用于阻止棘轮转动，所述解锁扳手用于转动逆止。

作为优选的，包括锁止组件，所述锁止组件包括穿设在解锁扳手内且两端均裸露在外的推杆和固定在支架上的锁盘，所述推杆和解锁扳手之间设置有弹性件二，所述推杆的端部设置法动锁杆，所述锁盘的周面设置有锁槽一，所述法动锁杆能够嵌入锁槽一内。

作为优选的，包括进位组件，所述进位组件包括设置在支架上的转轴三，所述转轴三上设置有能够使逆止具备嵌入棘轮的趋势的弹性件一。

作为优选的，所述弹性件一为对折的弹片，其弯折端套设在转轴三上，所述弹片的自由端设置有向外的凸环，其中一个凸环卡设在支架上，另外一个凸环抵推在逆止上。

作为优选的，所述棘轮上设置有逆止槽，其具有面一和面二，所述面一与棘轮的直径方向上的一部分重合，所述面二和面一之间的夹角为锐角，所述逆止的自由端端面为平面。

作为优选的，所述卡托一上分别设置有在上的上托舌和在下的下托舌，所述卡托二的自由端设置有向上弯折的尾板，所述尾板能够同时抵推在上托舌和下托舌之间。

作为优选的，所述锁盘的周面上设置有锁槽二，所述锁槽二和锁槽一均与转轴一平行。

作为优选的，所述换电小车包括液压缸、悬挂架和支撑座；所述液压缸设置在推车上；所述悬挂架的其中一端设置在液压缸的自由端，另外一端设置有倒翻的尾部，所述尾部上设置有挂杆；所述支撑座包括两根相互平行的方管，其挂设在挂杆上，两根所述方管上均设置有相对的横梁，所述横梁内套设有横梁滑杆，所述横梁和横梁滑杆之间沿径向穿设有固定销；所述平台可拆卸的设置方管上。

作为优选的，所述挂杆为水平设置的圆柱状滑杆，所述方管的端部设置有挂钩，其挂设在挂杆上。

作为优选的，所述悬挂架的尾部设置有支撑杆，其紧贴在推车的侧壁上，且能够自由滑动，所述方管的端部抵推在支撑杆上，所述挂杆和支撑杆自上而下依次水平设置在悬挂架的尾部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的换电小车，结构简单，携带方便，可以在各种类型的场所，适用各种类型的位于车身下方的动力电池，动力电池集中，更换快速方便，对人员的数量和专业性要求极低。

2、本实用新型通过在平台上设置万向节，能够极为省力的对动力电池进行微调，安装快捷方便；通过设置限位销，能够对动力电池进行定位和限位，降低了安装难度，同时防止动力电池掉落。

3、本实用新型通过设置相互卡托的托板一和托板二，能够实现动力电池的快速拆装，操作方便快捷，固定精度高，多次拆装固定也不容易失效，使用寿命长，成本低；同时避免了安装螺栓时力矩校核所耗费的时间。

4、本实用新型通过设置棘轮和逆止，不仅拆装方便，且承重后会贴合的更紧密，提高了动力电池固定的可靠性；通过设置解锁扳手，便于拆卸。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为换电小车的结构示意图；

图2为固定机构的结构示意图；

图3为支架的结构示意图；

图4为卡托组件的结构示意图；

图5为托板二的结构示意图；

图6为逆止组件和锁止组件的结构示意图；

图7为逆止组件和锁止组件的透视示意图；

图8为动力电池的结构示意图；

图9为动力电池固定状态示意图；

图10为动力电池拆卸状态示意图；

图11为动力电池安装状态示意图。

其中，

1-换电小车：

10-推车，20-液压缸，21-液压伸缩杆，22-液压缸控制杆，30-悬挂架，31-挂杆，32-支撑杆，40-支撑座，41-挂钩，42-横梁，43-横梁滑杆，44-固定销，50-平台，51-侧板，52-万向节，53-限位销；

2-固定机构2：

60-支架，61-固定支架，62-固定孔，63-卡托支架，64-转轴三，65-弹性件一，66-凸环，67-限位轴，70-卡托组件，71-转轴一，72-托板一，74-上托舌，75-下托舌，76-棘轮，77-逆止槽，78-键槽，79-托板二，80-逆止组件，81-转轴二，82-逆止，83-解锁扳手，84-固定螺栓，85-法动限位叉，90-锁止组件，91-推杆，92-弹性件二，93-法动锁头，94-法动锁杆，95-锁盘，96-锁槽一，97-锁槽二；

3-动力电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参照图1～图11所示，本实用新型公开了一种动力电池快速更换系统，包括换电小车1和固定机构2。

参照图1所示，上述换电小车1包括推车10、液压缸20、悬挂架30、支撑座40和平台50。

上述推车10为能够转向的叉车。

上述液压缸20设置在推车10上。液压缸20上设置有液压伸缩杆21和液压缸控制杆22。摇动液压控制杆22能够改变液压伸缩杆21的伸出长度，从而调整平台50的高度。液压控制杆22同时能够作为推车10移动和转向的把手。

上述悬挂架30设置在液压伸缩杆21上。悬挂架30具有沿竖直方向倒翻的尾部。悬挂架30的尾部自上而下依次设置有水平的挂杆31和支撑杆32。挂杆31可以是圆柱状滑杆，其使支撑座40调整间距时极为方便顺畅。支撑杆32紧贴在推车10的侧壁上，且能够自由滑动。支撑杆32能够支撑支撑座40，提高其承载质量。

上述支撑座40上设置有挂钩41。挂钩41能够挂在挂杆31上，同时支撑座40抵推在支撑杆32上。

本实用新型一个优选的实施方式有，上述支撑座40为相互平行的两根方管。两个挂钩41分别设置在两根方管的同一端，且此端抵推在支撑杆32上。两根方管之间分别相对设置有横梁42。两个横梁42内套设有横梁滑杆43。横梁42和横梁滑杆43上穿设有固定销44。取下固定销44能够调整两根方管的间距，从而适用不同大小的平台50，提高小车的通用性，且调整方便快捷。

上述平台50的两侧均设置有侧板51。侧板51通过固定销44能够固定在支撑座40上，方便更换平台50。

上述平台50的顶部阵列设置有万向节52。万向节52可以为嵌设在平台50上的滚珠。万向节52能够极大的方便安装时动力电池3的位置调节，提高安装精确性；以及卸下动力电池3时的便利性，更换迅速。

上述平台50的周边沿竖直方向设置有可拆卸的限位销53。限位销53能够限制动力电池3在平台50上移动的极限位置，防止动力电池3掉落。限位销53可以是螺栓，其固定紧固，方便拆卸。若动力电池3尺寸过大，无法匹配平台50，也可以使用小号的平台50，此时需将限位销53拆除。

参照图2～图9所示，上述固定机构2包括支架60、卡托组件70、逆止组件80和锁止组件90。

支架60：

上述支架60包括固定支架61、卡托支架62和进位组件。

上述固定支架61为长条状板。固定支架61上开设有固定孔62。固定孔62至少有分别位于固定支架61的四个角处以及中部靠近动力电池3侧的5个。固定孔62内穿设有螺栓，螺栓能够将固定支架61固定于车身下方。固定支架61能够牢固的固定在车身下方，且能够较好的抵消电池的重力。

上述卡托支架62为矩形板。至少两个卡托支架62垂直设置在固定支架61的底部。卡托支架62能够为转轴一71提供稳固的支撑。固定支架61和卡托支架62可以是一体成型的钢件，其结构强度大，使用寿命长。

上述进位组件包括转轴三64、弹性件一65、凸环66和限位轴67。

上述转轴三64设置在卡托支架62上。弹性件一65设置在转轴三64上。弹性件一65能够抵推在逆止82上，当逆止槽77旋转到逆止82处时，能够使逆止82自动滑入逆止槽77中，操作方便；当振动较大时，弹性件一65也能够保证逆止82不会从逆止槽77中滑出，避免动力电池3脱落，可靠性强。

具体的，上述弹性件一65为对折的弹片。弹片的弯折端套设在转轴三64上。弹片的两个自由端均设置有向外的凸环66。上述限位轴67设置在卡托支架62上。限位轴67卡设在其中一个凸环66的起始点外侧。另外一个凸环66抵推在逆止82上。弹片具有良好的形状保持功能，使用寿命长，可靠性强；凸环66不仅能够使弹片更牢固的固定在转轴三64上，也使得与逆止的接触点为线接触，相对移动时磨损小。

卡托组件70：

上述卡托组件70包括转轴一71、托板一72、棘轮76和托板二79。

上述转轴一71穿设在卡托支架63上。转轴一71上开设有键槽78，其内设置有键。至少一个上述托板一72套设在转轴一71上。键嵌入到托板一72和棘轮76中，避免产生相对旋转。托板一72位于卡托支架63之间。托板一72上分别设置有在上的上托舌74和在下的下托舌75。上托舌74和下托舌75相互平行。上托舌74短于下托舌75。上托舌74与托板一72之间的内角和下托舌75和托板一72之间的内角均为圆角。

上述托板二79固定在动力电池3的周圈。托板二79的自由端设置有向上弯折的尾板，且弯折部分为圆角。托板二79能够卡托在托板一71内，从而托起动力电池3。尾板能够同时抵推在上托舌74和下托舌75之间，减小动力电池3和固定机构之间的间隙，振动情况下也能够保证电池的稳定供电，提高使用寿命；圆角部分使得动力电池3的安装和拆卸更为顺畅，避免磨损，从而保证精度。

上述棘轮76设置在转轴一71上。棘轮76上开设有逆止槽77。逆止82能够落入逆止槽77中，并阻碍转轴一71转动，从而使托板一72托住托板二79。

具体的，上述逆止槽77具有面一和面二，其中面一与棘轮76的直径方向上的一部分重合，面二和面一之间的夹角为锐角。面二能够使逆止82顺畅的滑到逆止槽77的最低点。

逆止组件80：

上述逆止组件80包括转轴二81、逆止82、解锁扳手83和固定螺栓84。

上述转轴二81设置在卡托支架63上。逆止82和解锁扳手83依次套设在转轴二81上。逆止82的自由端端面为平面。逆止82的平面能够抵推在面一上，从而使托板一72能够卡拖住托板二79。逆止82和解锁扳手83在非旋转中心的位置设置有固定螺栓84。扳动解锁扳手83，能够使逆止82脱离或进入逆止槽77，方便完成动力电池3的更换。

上述解锁扳手83的铰接端设置有法动限位叉85。

锁止组件90：

上述锁止组件90包括推杆91、弹性件二92、法动锁头93、法动锁杆94和锁盘95。

上述推杆91穿设在解锁扳手83内。推杆91的两端分别设置有，推杆91的其中一端伸出解锁扳手83，另外一端伸入法动限位叉85的两个叉齿之间。推杆91的两端分别设置有解锁按钮和法动锁头93。法动锁头93位于两个叉齿之间，且能够沿叉齿滑动。法动锁头93上设置有法动锁杆94。法动锁杆94和转轴二81平行。推杆91和解锁扳手83之间设置有弹性件二92。弹性件二92可以是弹簧。

上述锁盘95设置在转轴二81上。锁盘95的周面上设置有锁槽一96和锁槽二97。锁槽一96和锁槽二97均与转轴二81平行。法动锁杆94能够卡设在锁槽一96或锁槽二97内。卡设在锁槽一96时，逆止82的平面和逆止槽77的面一重合，形成逆向阻碍，转轴一71无法继续转动，托板一72卡托在托板二79上，其能够进一步提高动力电池3固定的可靠性；按压解锁按钮，使法动锁杆94脱离锁槽一96，即可转动逆止82，完成解锁；将法动锁杆94转到锁槽二97内，即可使逆止82始终脱离逆止槽二97，转轴一71可以自由转动，方便安装。

作为本实用新型的进一步改进，上述法动锁杆94为圆柱状，锁槽一96和锁槽二97均为凹弧状。法动锁杆94在调整到锁槽的槽口时，在弹性件一65的作用下，有滑入锁槽的槽底的趋势，当逆止槽77旋转到位时，逆止82即可顺畅的滑入逆止槽77内，完成卡托固定；同时法动锁杆94滑入锁槽一96的槽底，完成锁定；其操作方便快捷，可靠性高。

作为本实用新型的进一步改进，上述逆止槽77和锁槽二97均具有多个，其分别分布在棘轮76和锁盘95的周面上。多个逆止槽77和锁槽二97可以一步一步的锁紧多个固定支架61下的卡托一72，在微调动力电池3时可以限制其位置，提高动力电池3固定的便捷性和精确性。

上述卡托支架63上可以设置盖板。上述棘轮76、逆止82和锁盘95均位于盖板内。上述解锁扳手83位于盖板外。盖板能够对运动部件形成良好的保护。

参照图8～图11所示，本实用新型的工作原理为：

拆卸：

针对不同的动力电池3尺寸，选定尺寸相适应的平台50；调整支撑座40的间距，并将平台50固定于其上；将推车10推至动力电池3下方；摇动液压缸控制杆22，使平台50上升至紧贴动力电池3的位置；依次按压动力电池3周圈的解锁按钮，使法动销杆94脱离锁槽一96；扳动解锁扳手83，使逆止82脱离逆止槽77；此时棘轮76可以自由旋转，托板一72在重力的作用下自然下垂；托板二79失去阻碍，动力电池3可以正常落在平台50上；摇动液压缸控制杆，使平台50下降，从而使动力电池3脱离底盘；将动力电池3拉出。

安装：

将新的动力电池3放置在平台50上，并推至车身下方；摇动液压缸控制杆22，平台50上升，从而使动力电池3落入安装位内；若动力电池3偏离，则推动动力电池3，使其在万向节52上移动，以调整其位置，直至落入安装位内；而后转动动力电池3周圈的解锁扳手83，使法动锁杆94旋转到锁槽一96的槽口处；转动托板一72，使托板一72卡托在托板二79上；此时逆止82落入逆止槽77内，完成动力电池3的固定，法动锁杆94落入锁槽一96的槽底，完成锁定；锁定动力电池3后，摇动液压缸控制杆22，使平台50下降；拉出推车10，完成安装，车辆正常驶离。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池快速更换系统，其特征在于，包括换电小车和固定机构；

所述换电小车包括，

一推车，

一设置在推车上且高度可调的平台，

所述平台上阵列设置有万向节，所述平台的周边沿竖直方向设置有可拆卸的限位销；

所述固定机构包括固定在车身上的支架，

一卡托组件，

其包括设置在支架上的转轴一和设置在动力电池上的托板二，所述转轴一上固定有棘轮和能够卡托托板二的托板一；

一逆止组件，

其包括同轴铰接在支架上且相对固定的逆止和解锁扳手，所述逆止用于阻止棘轮转动，所述解锁扳手用于转动逆止。

2.如权利要求1所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，包括锁止组件，所述锁止组件包括穿设在解锁扳手内且两端均裸露在外的推杆和固定在支架上的锁盘，所述推杆和解锁扳手之间设置有弹性件二，所述推杆的端部设置法动锁杆，所述锁盘的周面设置有锁槽一，所述法动锁杆能够嵌入锁槽一内。

3.如权利要求2所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，包括进位组件，所述进位组件包括设置在支架上的转轴三，所述转轴三上设置有能够使逆止具备嵌入棘轮的趋势的弹性件一。

4.如权利要求3所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述弹性件一为对折的弹片，其弯折端套设在转轴三上，所述弹片的自由端设置有向外的凸环，其中一个凸环卡设在支架上，另外一个凸环抵推在逆止上。

5.如权利要求2所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述棘轮上设置有逆止槽，其具有面一和面二，所述面一与棘轮的直径方向上的一部分重合，所述面二和面一之间的夹角为锐角，所述逆止的自由端端面为平面。

6.如权利要求2所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述卡托一上分别设置有在上的上托舌和在下的下托舌，所述卡托二的自由端设置有向上弯折的尾板，所述尾板能够同时抵推在上托舌和下托舌之间。

7.如权利要求2所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述锁盘的周面上设置有锁槽二，所述锁槽二和锁槽一均与转轴一平行。

8.如权利要求1所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述换电小车包括液压缸、悬挂架和支撑座；所述液压缸设置在推车上；所述悬挂架的其中一端设置在液压缸的自由端，另外一端设置有倒翻的尾部，所述尾部上设置有挂杆；所述支撑座包括两根相互平行的方管，其挂设在挂杆上，两根所述方管上均设置有相对的横梁，所述横梁内套设有横梁滑杆，所述横梁和横梁滑杆之间沿径向穿设有固定销；所述平台可拆卸的设置方管上。

9.如权利要求8所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述挂杆为水平设置的圆柱状滑杆，所述方管的端部设置有挂钩，其挂设在挂杆上。

10.如权利要求8所述的动力电池快速更换系统，其特征在于，所述悬挂架的尾部设置有支撑杆，其紧贴在推车的侧壁上，且能够自由滑动，所述方管的端部抵推在支撑杆上，所述挂杆和支撑杆自上而下依次水平设置在悬挂架的尾部。